2020-06-03 Wed
 
콘크리트의 최소 피복두께
2020-04-06 10:19 56

서언

일반적으로 콘크리트로 된 구조물은 압축강도가 큰 반면 인장강도가 압축강도에 비하여 1/8~1/13 정도로 매우 작은 것이 문제점이다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 압축력이 작용하는 곳에는 콘크리트, 인장력이 작용하는 곳에는 철근을 배치하여 콘크리트와 철근이 효율적으로 외력을 부담하도록 하는 구조가 철근콘크리트(RC: Reinforced concrete)구조이다. 그런데 이 경우 응력 및 내구성적인 측면에서 콘크리트 중 철근의 위치는 매우 중요시되는데, 이번 강좌에서는 철근표면에 콘크리트가 일정한 두께만큼 덮어주도록 하는 최소 피복두께에 대하여 기술 해보도록 한다.


피복두께의 정의 및 피복두께를 확보해야 하는 이유

철근의 위치 문제와 관련하여, 중심축에 직접 인장력이 작용하는 경우는 철근을 중심에 배치해도 문제가 없어 예외가 되겠지만, 휨 및 비틀림 등을 받는 경우는 반드시 철근이 부재의 가장자리에 배치되어져야 한다. 그렇다면 완전히 가장자리가 되게 하면 어떻게 될까? 이 경우는 여러 가지 문제점이 발생한다. 즉, 철근을 감싸줄 콘크리트가 없게 되면 콘크리트가 철근을 잡아주는 부착력이 작게 된다. 따라서 이와 같은 부착력을 확보하기 위하여는 철근 두께의 1.5배 이상은 덮여저야 한다. 그림 1과 같이 일정한 두께만큼 콘크리트가 덮어지도록 하는 것을 피복두께라 한다.
또한, 중성화 관점에서는 철근에 콘크리트가 덮여져 있지 않으면 철근까지 중성화가 진행된 것과 같이 되어 수명은 “0”이 된다. 따라서 일정 두께만큼을 덮어주어 철근주위를 알칼리 상태로 만듦으로써 철근이 녹스는 것을 막아 주어야만 한다.
마지막으로 만약 철근콘크리트 구조물에 화재가 발생한다고 가정하면 피복되어 있지 않은 철근은 급속도로 온도가 상승하여 철근의 온도가 500℃ 를 넘게 되므로서 급격한 내력저하로 건설물이 붕괴될 수도 있다. 결국, 철근콘크리트조 건설물에 이용되는 철근은 상기의 부착력확보, 중성화의 내구성 및 화재에 안전하기 위하여 일정한 두께 이상의 피복을 확보해야만 하는 것이다.


최소 피복두께에 관한 규정

철근콘크리트 구조물에서 종전의 경우 철근의 최소 피복두께는 콘크리트 표준시방서 및 콘크리트 구조설계기준에 각각 규정되어 있었는데, 2016년 통합된 국가건설기준의 경우 콘크리트 표준시방서는 생략되어 없어졌고, 설계기준 중 구조설계기준에서 콘크리트 구조설계인 KDS 14 20 50 콘크리트구조 중 철근상세 설계기준에 다음 표 1과 같이 규정되어 있다.
우리가 이용하는 콘크리트 구조물은 대부분 철근을 이용하는 철근콘크리트 구조물인데, 콘크리트 단면 중에 정확한 위치에 철근이 배치되어져야 한다. 즉, 휨을 받는 부재의 경우 중앙에 철근이 존재한다면 전혀 역할을 하지 못하고, 지나치게 표면에 위치하면 부착력, 중성화 내구성, 내화목적상 문제가 될 수 있다. 따라서, 스페이서(Spacer : 철근의 피복두께를 유지토록 하는 끼움재)를 이용하여 최소피복두께가 유지되는 정확한 위치에 철근이 놓이도록 신중을 기하여야만 한다.

IP : 14.39.49.xxx